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分布式光伏发电技术特性及对电力系统的影响分析

曾小虾
  
常规媒体号
2023年12期
国网福建省电力有限公司南靖县供电公司 福建省 363601

摘要:分布式光伏发电技术是我国绿色环保战略的重点项目,但该发电技术在应用时会对电力系统的稳定性造成影响。因此,为了保证电力系统能持续、稳定地供电,相关工作人员应详细分析分布式光伏发电技术的特征,讨论该技术给电力系统运行带来的正面影响和负面影响,并从根本上消除负面影响。

关键词:分布式光伏发电技术;特性;电力系统;影响

1分布式光伏发电技术及其特性

1.1概念

分布式光伏发电技术是一种将光伏发电装置分散地布置在用户或负荷侧的发电技术。传统的光伏发电通常是集中式的,即大规模的太阳能电站集中建设,并通过输电线路将电能输送到用户。而分布式光伏发电技术将太阳能电池板等光伏设备直接安装在建筑物、停车场、农田等地,就近将电能供应给附近的用户。

1.2特性

(1)可再生能源。分布式光伏发电系统使用太阳能作为能源,太阳光充分可再生,不会消耗非可再生能源。(2)清洁环保。分布式光伏发电系统在发电过程中没有排放污染物和温室气体,对环境影响较小。(3)噪音低。分布式光伏发电系统的运行非常安静,没有噪音污染。(4)分布式供电。分布式光伏发电系统可以就近为用户提供电力供应,减少输电损耗,提高供电质量。(5)降低电网压力。分布式光伏发电系统分散了发电负荷,降低了电网负荷峰值,提高电网的稳定性和可靠性。(6)降低运营成本。分布式光伏发电系统减少了电网输电线路的建设和运营成本,降低了能源供应的依赖程度。

2分布式光伏发电技术对电力系统的影响

(1)解决偏远地区的供电问题。分布式光伏发电技术可以在远离城市的偏远地区建设光伏发电系统,通过利用太阳能发电满足当地的用电需求。这种技术可以避免电能长距离输送的问题,解决偏远地区供电不足的问题,提供可靠的电力供应。(2)促进可再生能源的开发利用。分布式光伏发电技术利用太阳能发电,是一种低碳、清洁的能源形式。其可再生性和环保性符合可持续发展的要求。通过推广分布式光伏发电技术,可以促进可再生能源的开发和利用,减少对传统能源的依赖,降低对环境的影响。(3)降低电能的输送损耗。传统的中央化电力系统需要将电能从发电站输送到用户,这会导致输电线路的电能损耗。而分布式光伏发电系统靠近用户,可以减少输电线路的长度,从而降低电能的输送损耗。这有助于提高电力系统的效率和经济性,并减少电能的损耗和资源浪费。

3降低分布式光伏发电技术负面影响的策略

3.1创新精细化光伏预测技术

(1)优化太阳能消纳源网协调技术。基于分布式光伏发电技术的特征,工作人员可以优化太阳能消纳源网协调技术,确保光伏发电系统与电力系统之间的协调运行。这包括调整光伏发电系统的输出功率,以使其与电力系统的负荷需求相匹配,避免频繁的电网功率波动。(2)提升电力系统运行稳定性。通过优化系统控制策略和调节参数,工作人员可以提升电力系统的运行稳定性,减少光伏发电技术对电力系统的影响。这可以包括采取功率平衡控制、无功功率调节、电压调节等措施,以维持电力系统的稳定运行。(3)分析光伏逆变器的动态性能。光伏逆变器作为分布式光伏发电系统的核心设备,其动态性能对电力系统的稳定性具有重要影响。工作人员应对光伏逆变器的响应速度、频率响应和电压响应等进行分析,确保逆变器能够快速且稳定地调整输出功率,以适应电力系统的变化。(4)与虚拟同步机及友好型电源结合。将光伏逆变器与虚拟同步机和友好型电源相结合,可以提高对电力系统的适应性和协同性。通过虚拟同步机技术,逆变器可以模拟和提供类似传统同步机的无功和频率响应,从而更好地支持电力系统的稳定运行。同时,与其他友好型电源(如储能系统)结合,可以在光伏发电不稳定或间歇性时平衡电力系统,提供稳定的电力输出。(5)创新精细化光伏预测技术。为了更好地预测光伏发电的输出功率和变化趋势,工作人员可以创新精细化的光伏预测技术。这包括利用天气数据、光伏阵列的实时监测数据、历史数据等来建立准确的预测模型,并结合智能算法和机器学习方法,实现对光伏发电功率的精细预测和调控,以提高系统的响应性和稳定性。

3.2合理应用储能技术

储能技术可以有效解决光伏发电系统的随机性和波动性对电力系统造成的影响,可以降低太阳能发电过程中产生的弃光现象,提高电能能源利用率,提升电力系统的运行稳定性。目前常见的储能技术有飞轮储能技术、蓄电池储能技术、压缩空气储能技术、抽水蓄能技术、超级电容储能技术和超导储能系统等,这类储能技术可应用于电力系统的电力调峰、电能质量控制、负荷转移和负荷响应中,进一步降低因分布式光伏发电技术特性对电网造成的负面影响,提高电网的运行稳定性。目前,我国也在逐步开发各类复合型储能光伏并网技术,将多种有效的储能技术结合,应用于电力系统中,实现技术的创新与升级,以进一步提高分布式光伏发电系统的储能效果和电力系统的稳定性。例如,将超级电容器与蓄电池加以整合,形成复合型储能系统,可以在一定程度上保障分布式光伏发电系统的稳定性,从而提高电力系统的运行可靠性。

3.3开发新型输电技术

考虑到分布式光伏发电技术的波动性特征,在实际应用时,相关工作人员需要保障远距离供电的可控性,开发新型输电技术。例如,基于VSC技术的柔性直流输电克服了传统PPC技术下无源交流系统供电的缺陷。VSC换流器切换运行电路时可自动关断换流器中的电流,无须借助外加换向电压。换流器运行状态下,能够实现有功功率和无功功率的同步独立传输,也不会出现转化失败等故障,可改善受端系统的电能质量。VSC无须提供无功功率,便可起到静止同步补偿器的作用,在容量允许情况下,可以直接向故障区域提供有功功率与无功功率支援,从而提高电力系统的电压稳定性与实用性。

3.4优化光伏电站规划

为了持续减少分布式光伏发电技术对电力系统的负面影响,有关人员必须从光伏电站的规划上入手,优化光伏电站的安装位置、容量和逆变器模块使用情况等,使光伏电站发挥出最大价值。相关人员可从光伏电站的整体规划入手。光伏电站的容量规划中常见独立性光伏发电系统,工作人员可采用更加直观和智能化的人工智能优化算法,解决目前系统内的容量规划问题,确保系统的稳定性和可靠性。工作人员还可以借助函数分析模拟法,计算出目前系统的运行效率和光伏电站规划容量之间的关系,从而提高规划的合理性。在规划光伏电站接线拓扑结构时,在其安全性与可靠性的基础上,可选择适宜的接线处理模式,如集中式、组串式和微逆变器式等,提升光伏发电站的电力充裕度和功能稳定性。

4结语

能源及环境问题已成为全球性问题,目前,各个国家对清洁型能源开发、利用的重视度日益提升,各式新能源发电技术也受到了广泛关注。分布式光伏发电技术主要使用太阳能发电,可以基本满足供电需求。为降低分布式光伏发电技术并网后对电力系统产生的负面影响,相关工作人员需认真分析分布式发电技术的核心特征,并基于光伏电源的核心特征,开发降低光伏发电技术对电力系统产生的负面影响的方法,打造更加科学、合理的光伏发电技术和电力系统运行框架,设计科学、合理、可行的处理模式,以提高电力系统运行的可控性和稳定性,为我国电力系统的可持续发展打下坚实的基础。

参考文献:

[1]王志敏.分布式光伏发电的现状分析及技术改进研究:中国电力设备管理协会第二届第一次会员代表大会论文集[C]//中国电力设备管理协会.北京,2022:5.

[2]于航.分布式光伏发电的现状分析及技术改进[J].数码-移动生活,2021(9):227-228.

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